哈尔滨市燃煤工业锅炉烟尘排放规律探讨

[摘 要]通过在不同负荷情况下对供暖及工业生产用的燃煤工业锅炉进行烟尘排放测试的结果，探讨了低负荷间歇运行燃煤工业锅炉的烟尘排放规律。

[关键词]燃煤工业锅炉 低负荷 间歇运行 烟尘排放规律

中图分类号：TK411+.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）21-0133-02

1、引言

哈尔滨市用于供暖或用于生产的燃煤工业锅炉有2000多台。调查表明，大多数锅炉在运行方式上有一个共同的特点：即间歇运行。所谓间歇运行，即随着供暖条件或生产条件的变化，锅炉负荷表现为从起炉到在某一负荷下稳定运行一段时间后回到停炉状态或未等稳定运行又回到停炉的状态。在供风方式上也有共同的特点：即锅炉运行时，多数司炉工不是以锅炉负荷或燃煤量的变化调整鼓风量和引风量，而是采用鼓风量和引风量不变（鼓、引风机阀门开度不变）的供风方式。这种供风方式，表现为锅炉在较低负荷运行时，由于燃煤量较小，使得过量空气系数较大；锅炉在较高负荷运行时，由于燃煤量较大，使得过量空气系数较小。由于设计方面和生产方面的原因，间歇运行的锅炉，又往往表现为低负荷运行，即锅炉在远低于设计负荷的条件下运行。锅炉运行负荷不同，所需燃煤量不同，显然所排放的烟尘浓度、烟尘排放量也不同。因此，探讨低负荷间歇运行的锅炉烟尘排放的规律，对环保部门加强锅炉烟尘排放的监督管理有重要意义。

2、烟尘测试试验

2.1 测试仪器

3012型烟尘测试仪：青岛崂山科学仪器实验所；分析天平（感量0.1毫克）：上海天平厂

2.2 测试对象

2.2.1生活供暖用锅炉

哈尔滨市某居民小区采暖面积6万平方米，用两台哈尔滨红旗锅炉厂生产的型号为DZL240-13-A的热水锅炉供暖。锅炉配套用鼓风机型号为4-72-11No4A，引风机型号为Y5-47No6C。锅炉所配备的除尘器均为哈尔滨环保设备厂生产的设计除尘效率为98%的铸铁多管除尘器。锅炉所用煤种为黑龙江省七台河煤矿生产的二类烟煤。锅炉分早、中、晚三个时段供暖。早晨供暖3个小时（4时―7时），中午供暖1个小时（12时―13时），晚上供暖4个小时（16时―20时）。两台锅炉同时运行供暖，运行时随着气温的变化而做燃烧调整，即在气温较低时，锅炉负荷一般在60-80%之间运行，而在气温相对较高时，锅炉负荷一般在40-60%之间运行。仅对其中一台锅炉进行烟尘测试。

2.2.2工业生产用锅炉

哈尔滨市某工厂用于生产的无锡锅炉厂生产的型号为SHL10-13-A的两台蒸汽锅炉，配套用型号为G4-73-11No9D的鼓风机，型号为Y5-47No11D的引风机，所配备的除尘器均为哈尔滨环保设备厂生产的铸铁多管除尘器。锅炉所用煤种为黑龙江省双鸭山煤矿生产的二类烟煤。该厂的两台锅炉，一台生产，一台备用。生产时，锅炉低负荷（30-60%）运行。

2.3 测试方法

按GB5468-91《锅炉烟尘测试方法》的要求确定测试位置。受测的锅炉除尘器前采样点均设置在水平烟道上，除尘器后采样点均设置在烟筒上。为了获得有代表性的样品，在除尘器前后同时进行不同运行负荷情况下的烟尘测试，并要求锅炉在稳定的负荷条件下运行。锅炉烟尘测试与负荷测试同时进行，锅炉负荷测试采用水箱法。

3、烟尘测试结果

3.1 生活供暖用锅炉烟尘测试结果

在5种不同负荷情况下进行烟尘测试，测试结果列于表1。

3.2 工业生产用锅炉烟尘测试结果

在5种不同负荷情况下进行烟尘测试。测试结果见表2。

4、结果分析与讨论

由表1、表2的测试结果可以看出，锅炉低负荷运行时，由于过量空气系数大，冷空气量大，而降低了炉膛温度，恶化了燃烧条件，使得煤中挥发性的物质及其他可燃性物质不能完全燃烧，此时除尘器也未处于最佳运行状态，从而使锅炉烟尘排放浓度及烟尘排放量高。由此可得出结论：以鼓、引风机风量不变的供风方式运行的锅炉，随着锅炉负荷的降低，过量空气系数加大，烟尘排放浓度和排放量也加大。

由表1、表2的测试结果还可以看出，型号为DZL240-13-A的锅炉，在运行负荷73%的状态下运行，烟尘初始排放量为33.136 kg/h，而型号为SHL10-13-A的锅炉，在运行负荷30%的状态下运行，烟尘初始排放量为81.585 kg/h。由此还可以得出结论：在燃煤量相近而在不同负荷状态下运行的大小不同的锅炉，单位时间内产生的烟尘量相差很大。

GB5468-91《锅炉烟尘测试方法》第3.3条规定：“在用锅炉烟尘排放浓度的测试，必须在锅炉设计出力70%以上的情况下运行。”在此状态下，往往由于炉膛温度较高，烟尘燃烧较完全，并且锅炉产生的烟气量大，除尘器处于较佳的运行状态，除尘效率较高，使测得烟尘排放浓度较低或达标。但是，此种状态下的烟尘测试结果显然不能代表锅炉常年低负荷（锅炉设计出力70%以下）运行时的烟尘排放情况。因此，对于常年低负荷（锅炉设计出力70%以下）运行时的锅炉，环境管理部门在对其烟尘排放进行监督管理时宜以低负荷运行时的烟尘测试数据为依据。